第2章高频电路基础new.ppt
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第2章高频电路基础
（2）电容器 等效电路：
理想电容器
LC—— 分布电感、极间电感 RC—— 极间绝缘电阻
损耗一般用品质因数QC和损耗角 C 表示：
实际电容器 高频时
QC
电容储能 电阻耗能
UI C UI R
UI sin UI cos
tan
1
tan C
在高频电路中，电容损耗可以忽略不计，在微波波段，电容损耗必须考虑
Zp
1
1
R0
1 (Q 2 )2
1 2
0
B 2f f0 Q
Z arctan(2Q 0 ) arctan
并联回路谐振时的电流、 电压关系：
.
.
.
IC
I C jCU
. I 0
. IL
.
IL
.
U
jL
U
IR0
.
U
R0
Q0 L
Q
0C
IL IC QI
并联谐振回路选频应用：
并联振荡回路输入幅值相同、频率 不同的电流信号时，只有频率在通 频带内部的信号在回路两端产生的 电压较大。
接入系数：
1
p U C2 C1
UT
1
C1 C2
C1C2
C1 C2
输入端等效电阻：
R
U ( UT
)2 R0
p2 R0
①自耦变压器接入系数
p U N1
N1
UT N
（3）折算方法
UT
U
①电阻等效折算
UT2 U2 2RiT 2Ri
R iT
1 p2
Ri
p N 1 N
结论：电阻从低端向高端折合，阻值变大，是
. UC
Uc
高频第2章高频电路基础1高频电路中元器件及组幻灯片PPT
高频第2章高频电路基础1 高频电路中元器件及组幻
灯片PPT
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1.1 无线通信系统概述
• 1.1.1无线通信系统的组成
பைடு நூலகம்
• 发送设备主要由基带信号处理、调制器、 频带信号处理、功率放大器组成。
1.2 信号、频谱与调制
高频电路中要处理的无线电信号主要有三种：基 带（消息）信号、高频载波信号和已调信号。主要 有时间特性、频率特性、频谱特性、调制特性和传 播特性。
• 时间特性：各种信号波形，电参量随时间而变化。 • 频谱特性：频谱图，或谐波分析。信号包含各种不同频率
正弦信号的幅度大小。 • 频率特性：任何信号都具有一定的频率或波长，也都具有
传播。
5.调制特性 调制特性在无线电 通信中的作用是至关重要的。
无线电辐射是通过天线向外辐射，天线的尺寸与波 长相适应，信号通过调制到很高的频率上，通过较 小的天线有效的辐射到空间，形成电磁波辐射。
调制的另一个作用是，实现信道的复用，提高信 道的利用率。
数字调制还能实现抗干扰、纠错和保密功能。
调制分为模拟和数字调制。
1.电阻器
一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性， 但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有 电抗特性的一面。电阻器的电抗特性反映的就是高频特性。
一个电阻R的高频等效电路如图所示，其中CR为分布电 容，LR为引线电感，R为电阻。 CR
LR
R
电阻的高频等效电路
电阻r随频率增高而增加，这主要是趋肤效应的影响.
• 镜频抑制接收机原理
vin A1cono 1A2cono 1
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1.1 无线通信系统概述
• 1.1.1无线通信系统的组成
பைடு நூலகம்
• 发送设备主要由基带信号处理、调制器、 频带信号处理、功率放大器组成。
1.2 信号、频谱与调制
高频电路中要处理的无线电信号主要有三种：基 带（消息）信号、高频载波信号和已调信号。主要 有时间特性、频率特性、频谱特性、调制特性和传 播特性。
• 时间特性：各种信号波形，电参量随时间而变化。 • 频谱特性：频谱图，或谐波分析。信号包含各种不同频率
正弦信号的幅度大小。 • 频率特性：任何信号都具有一定的频率或波长，也都具有
传播。
5.调制特性 调制特性在无线电 通信中的作用是至关重要的。
无线电辐射是通过天线向外辐射，天线的尺寸与波 长相适应，信号通过调制到很高的频率上，通过较 小的天线有效的辐射到空间，形成电磁波辐射。
调制的另一个作用是，实现信道的复用，提高信 道的利用率。
数字调制还能实现抗干扰、纠错和保密功能。
调制分为模拟和数字调制。
1.电阻器
一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性， 但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有 电抗特性的一面。电阻器的电抗特性反映的就是高频特性。
一个电阻R的高频等效电路如图所示，其中CR为分布电 容，LR为引线电感，R为电阻。 CR
LR
R
电阻的高频等效电路
电阻r随频率增高而增加，这主要是趋肤效应的影响.
• 镜频抑制接收机原理
vin A1cono 1A2cono 1
第2章-高频电路PPT课件
解: 根据式（）, 当n=2时, 因为
BW2 21/ 2 1 • BW0.7 6 106 Hz
所以, 要求每一级带宽
BW0.7
6 106 21/ 2 1
9.3 1 06
HZ
同理, 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽
BW0.7
6 106 21/3 1
11.8 106
HZ
19
第19页/共75页
根据矩形系数定义, 当Δｆ＝Δｆ0.1时, Ａn／Ａn0＝0.1, 由式（可求得
12
第12页/共75页
解: （忽略ｙre的作用。）因为负载是另一级相同的放大器
YL yie
C
1
02 L
(2
1 30106)2
1.4 106
20pF
C C n12Coe n22Cie
C C n12Coe n22Cie 20 0.52 9.5 0.32 12 16.5pF
13
第13页/共75页
N ( f ) Uo Ui Au Au U00 Ui Au0 Au0
回路有载Ｑ值为
1
2
1
2fQe f0
Qe
0C
g
1
0 Lg
回路通频带即放大器带宽为
BW f0 g
Qe 2C
10
第10页/共75页
电压增益振幅与晶体管参数、 负载电导、回路谐振电导和接入系数有关： (1) 为了增大Ａu0, 应选取|yfe|大, ｇoe小的晶体管。 (2) 为了增大Ａu0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放大器, 则要求其ｇie小。 (3) 回路谐振电导ｇe0越小, Ａu0越大。而ｇe0取决于回路空载Ｑ值Ｑ0, 与Ｑ0成反比。 (4) Ａu0与接入系数ｎ1、ｎ2有关, 但不是单调递增或单调递减关系。由于ｎ1和ｎ2还 会影响回路有载Ｑ值Ｑe, 而Ｑe又将影响通频带,所以ｎ1与ｎ2的选择应全面考虑, 选 取最佳值。
BW2 21/ 2 1 • BW0.7 6 106 Hz
所以, 要求每一级带宽
BW0.7
6 106 21/ 2 1
9.3 1 06
HZ
同理, 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽
BW0.7
6 106 21/3 1
11.8 106
HZ
19
第19页/共75页
根据矩形系数定义, 当Δｆ＝Δｆ0.1时, Ａn／Ａn0＝0.1, 由式（可求得
12
第12页/共75页
解: （忽略ｙre的作用。）因为负载是另一级相同的放大器
YL yie
C
1
02 L
(2
1 30106)2
1.4 106
20pF
C C n12Coe n22Cie
C C n12Coe n22Cie 20 0.52 9.5 0.32 12 16.5pF
13
第13页/共75页
N ( f ) Uo Ui Au Au U00 Ui Au0 Au0
回路有载Ｑ值为
1
2
1
2fQe f0
Qe
0C
g
1
0 Lg
回路通频带即放大器带宽为
BW f0 g
Qe 2C
10
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电压增益振幅与晶体管参数、 负载电导、回路谐振电导和接入系数有关： (1) 为了增大Ａu0, 应选取|yfe|大, ｇoe小的晶体管。 (2) 为了增大Ａu0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放大器, 则要求其ｇie小。 (3) 回路谐振电导ｇe0越小, Ａu0越大。而ｇe0取决于回路空载Ｑ值Ｑ0, 与Ｑ0成反比。 (4) Ａu0与接入系数ｎ1、ｎ2有关, 但不是单调递增或单调递减关系。由于ｎ1和ｎ2还 会影响回路有载Ｑ值Ｑe, 而Ｑe又将影响通频带,所以ｎ1与ｎ2的选择应全面考虑, 选 取最佳值。
高频电路基础知识PPT课件
晶体管的噪声主要决定于热噪声、散粒噪声和分配 噪声，在很宽的频率范围内随频率变化是很小的。
3）场效应管的噪声
场效应管的噪声主要考虑沟道电阻产生的热噪声。
2.3.2 噪声系数
第2章 高频电路基础知识 15
1）信噪比
电路某处的信号功率与噪声功率之比称为信噪比， 用符号S/N表示。通常用信噪比来表示噪声对信号的影 响，信噪比越大，信号质量越好。
第2章 高频电路基础知识
第2章 高频电路基础知识 2
第2章 高频电路基础知识
2.1 高频电路中的元器件 2.2 天线 2.3 噪声与干扰
第2章 高频电路基础知识 3
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件
❖电阻
➢高频电路中的电阻不仅表现有 LR
CR
电阻特性的一面，而且还表现
பைடு நூலகம்
R
有电抗特性的一面（高频特性）。
噪声一般指内部噪声，又分自然和人 为两类。自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪 烁噪声等，人为噪声有交流噪声、感应噪声 等。
干扰一般指外部干扰，也分自然和人 为两类。自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和 大地干扰等。人为干扰有工业干扰和无线电 台干扰。
第2章 高频电路基础知识 13
2.3.1 电路内部噪声的来源和特性 电路内部噪声的主要来源是电阻的热噪声和放大
➢高频功率管：用于高频信号功率放大，要求有较 大的允许管耗和较大的输出功率。
❖集成电路
➢通用型，如：集成模拟乘法器MC1496、 MC1495等可用于调幅、检波、调频、鉴频等。
➢专用型，如：正交鉴频器5G32，窄带发射集成 电路MC2833，窄带接收集成电路MC3361等。
第2章 高频电路基础知识 8
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的组件
第2章 高频电路基础
学 习 目 的
理解高频信号处理中的电阻、电容、电感、二极管等
元器件的高频特性； 熟练掌握串并联谐振回路、抽头并联谐振回路的组成、 工作原理、谐振特性分析和电路参数计算。 掌握石英晶体谐振器的等效电路、工作原理与谐振特
路。
简单振荡回路或单振荡回路：只有一个回路的 振荡电路。具有谐振特性和频率选择功能，分 为串联和并联谐振回路。 谐振特性：阻抗在某一特定频率上具有最大或 最小值的特性。此频率称为谐振频率。
第2章 高频电路基础
（1） 串联谐振回路 (Series Resonant Circuit)
串联振荡回路
（2 — 7）
第2章 高频电路基础
令
w f 2Q 2Q w0 f0
（2 — 8）
为 广 义 失 谐 (generalized detuning), 则 式 （2 — 5）可写成：
I I0
1 1
2
(2 — 9)
第2章 高频电路基础
回路的通频带（带宽）：当保持外加信号的 幅值不变而改变其频率时, 将回路电流值下降 为谐振电流值的 1 2 时对应的频率范围。 令式（2 — 9）等于 1 2 , 则有：ε =±1, 从而有带宽：
0
B0.1 K 0.1 B0.7
第2章 高频电路基础
例1： 设一放大器以简单串联振荡回路为负载, 电 路中回路电感L＝6uH，回路电容C=60 pF，电 容品质因数为Q=100。 (1) 试计算回路谐振频率f0 。 (2) 试计算回路谐振电阻r及回路带宽B。 (3) 若放大器所需的带宽 B=2MHz, 则应在 回路上串联多大负载RL电阻才能满足放大器所 需带宽要求?
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的组件
第2章 高频电路基础
学 习 目 的
理解高频信号处理中的电阻、电容、电感、二极管等
元器件的高频特性； 熟练掌握串并联谐振回路、抽头并联谐振回路的组成、 工作原理、谐振特性分析和电路参数计算。 掌握石英晶体谐振器的等效电路、工作原理与谐振特
路。
简单振荡回路或单振荡回路：只有一个回路的 振荡电路。具有谐振特性和频率选择功能，分 为串联和并联谐振回路。 谐振特性：阻抗在某一特定频率上具有最大或 最小值的特性。此频率称为谐振频率。
第2章 高频电路基础
（1） 串联谐振回路 (Series Resonant Circuit)
串联振荡回路
（2 — 7）
第2章 高频电路基础
令
w f 2Q 2Q w0 f0
（2 — 8）
为 广 义 失 谐 (generalized detuning), 则 式 （2 — 5）可写成：
I I0
1 1
2
(2 — 9)
第2章 高频电路基础
回路的通频带（带宽）：当保持外加信号的 幅值不变而改变其频率时, 将回路电流值下降 为谐振电流值的 1 2 时对应的频率范围。 令式（2 — 9）等于 1 2 , 则有：ε =±1, 从而有带宽：
0
B0.1 K 0.1 B0.7
第2章 高频电路基础
例1： 设一放大器以简单串联振荡回路为负载, 电 路中回路电感L＝6uH，回路电容C=60 pF，电 容品质因数为Q=100。 (1) 试计算回路谐振频率f0 。 (2) 试计算回路谐振电阻r及回路带宽B。 (3) 若放大器所需的带宽 B=2MHz, 则应在 回路上串联多大负载RL电阻才能满足放大器所 需带宽要求?
第2章高频电路基础(1)PPT课件
三:抽头并联振荡回路(主要用作阻抗变换、匹配)
1)电感抽头:
UT
UT
L
p U U TL L 1 1称 为 接 入 系 数 ( 或 抽 头 系 数 )U R0 L1 C R0 或 C
L
U
将谐振电阻等效到
信号源端以 R
表示:
0
由功率相等
1U2 1UT2 功率相等 2 R0 2 R0
R0
(U UT
对于单并联谐振回路: Kr0.1 10219.96 Q越大，谐振曲线越尖锐，B减小，但是矩形系数并不改变，所以品质因
数对于回路宽带宽和高选择性这一矛盾不能兼顾。
例1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心 频率fs=10MHz, 回路电容C=50 pF。 (1) 试计算所需的线圈电感L值。 (2) 若回路品质因数为Q0=100, 试计算回路谐振电阻 及回路带宽。
电阻为R1, 并联后的总电阻为R1∥R0, 总的回路有载品
质因数为QL。 由带宽公式, 有
QL
f0 B
此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故 Q L 20
回路总电阻为
RR 00RR 11 QL0L2021075.071066.37k
R16R.0376.R 370 7.97k
需要在回路上并联7.97 kΩ的电阻。
第二章 高频电路基础
概述 电子元器件的高频特性。电阻、电感或电容都不是理想的元
件，高频时要考虑引线电感、分布电容和损耗；晶体二、三 极管高频使用时要考虑其结电容和引线电感。 选频电路。信号经调制后具有一定带宽，通常需要用具有带 通特性的选频电路选通。在高频电路中大量用到振荡回路来 实现选频或频带成型。 噪声、噪声系数及分析计算。干扰和噪声是设备和信道中客 观存在的，但是不是我们所希望的，如何减少它们的影响提 高通信质量是研究噪声及其分析计算的目的。
第2章高频电路基础16691 152页PPT
高频电感器也具
有自身谐振频率SRF。
图 2 －3 高频电感器的自身谐振 频率SRF
8
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
3、高频电感
高频等效电路：
如何表示高频电感的损耗性能？
Q0
L
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
9
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件
主要是：
二极管
晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
10
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
1、晶体二极管 主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变
换电路中，工作在低电平。 高频中常用二极管：
①点接触式二极管、表面势垒二极管(又称肖特基二极管)。 特点：它们的极间电容小、工作频率高。
谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
并联阻抗：(r jL) 1
Zp
r
jL
jC
1
jC
（ 当Lr时 ） L
C
谐振条件： r
j
(L
1
C
)
当 回 路 总 电 抗 X = 0 时 ， 回 路 呈 谐 振 状 态
18
第2章 高频电路基础
Z 0 并联LC回路呈感性。
③ 当 =0 时，即 0
容性
回路谐振，呈纯电阻。
相频特性曲线呈负斜率 特性，Q值越高曲线越陡峭。
28
第2章 高频电路基础
高频电子线路第二版第2章高频基础电路PPT课件
Yr01jLjCG 0()jB ()
B()Cr02L2L2
G0()
r02
r0
2L2
哈尔滨工程大1学6
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
并联谐振回路谐振频率 B() 0
P
1 r02 LCL
0
1Q 102
其中, 0 1 LC 为回路无阻尼振荡频率
Q0 0L r0 为回路的空载品质因数
当 Q0 1时, P 0 ； Q 0 较低时,P 0 。
两种表示方式的结论是一致的。
哈尔滨工程大2学6
高频电子线路
3.双电容分压耦合连接的变比关系
首页 上页 下页 退出
首先将RL与C2组成的并联支路等效为串联支路, 在QC2 1条件下,X不变，即C2不变，电阻RLS为
R L SQ 1 c 22 R L(0C 1 2R L )2R L0 2C 1 2 2R L
高频电子线路
串联谐振的相对幅频特性与相频特性
首页 上页 下页 退出
相对幅频特性
QL1QL2
相对相频特性
QL1QL2
阻抗特性
0 等效纯电阻 0 等效感抗 0 等效容抗
哈尔滨工程大1学5
高频电子线路
2.2.3 并联谐振回路 1.无负载电阻的并联谐振回路
首页 上页 下页 退出
并联回路的导纳
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
电阻器是电子线路中最常用的无源元件之一。在 电子电路中，一个或多个电阻可构成降压或分压电路 用于有源器件的直流偏置，也可作为直流或电子电路 的负载电阻完成某些特定功能。
电阻的主要类型：
高密度碳介质合成的碳膜电阻；
鎳或其它材料的线绕电阻；
温度穏定材料的金属膜电阻； 铝或铍基材料薄膜片的表面贴装（SMD）电阻。
B()Cr02L2L2
G0()
r02
r0
2L2
哈尔滨工程大1学6
高频电子线路
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并联谐振回路谐振频率 B() 0
P
1 r02 LCL
0
1Q 102
其中, 0 1 LC 为回路无阻尼振荡频率
Q0 0L r0 为回路的空载品质因数
当 Q0 1时, P 0 ； Q 0 较低时,P 0 。
两种表示方式的结论是一致的。
哈尔滨工程大2学6
高频电子线路
3.双电容分压耦合连接的变比关系
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首先将RL与C2组成的并联支路等效为串联支路, 在QC2 1条件下,X不变，即C2不变，电阻RLS为
R L SQ 1 c 22 R L(0C 1 2R L )2R L0 2C 1 2 2R L
高频电子线路
串联谐振的相对幅频特性与相频特性
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相对幅频特性
QL1QL2
相对相频特性
QL1QL2
阻抗特性
0 等效纯电阻 0 等效感抗 0 等效容抗
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高频电子线路
2.2.3 并联谐振回路 1.无负载电阻的并联谐振回路
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并联回路的导纳
高频电子线路
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电阻器是电子线路中最常用的无源元件之一。在 电子电路中，一个或多个电阻可构成降压或分压电路 用于有源器件的直流偏置，也可作为直流或电子电路 的负载电阻完成某些特定功能。
电阻的主要类型：
高密度碳介质合成的碳膜电阻；
鎳或其它材料的线绕电阻；
温度穏定材料的金属膜电阻； 铝或铍基材料薄膜片的表面贴装（SMD）电阻。
35第二章 高频电路基础PPT课件
R1R 6.0376.R 3077.97k
2.1.3. LC 阻抗变换网络
1. 串、并联等效互换的模型电路
A X1
RX
R1
B
A
X2
R2
B
等效：电路在同频率工作ω时，从AB端看进去阻抗 或（导纳）相等。
为了分析电路的方便，常需把串联电路变换为并联电路。其中 X1 为电抗元件（纯电感或纯电容）， Rx 为 X1 的损耗电阻； R1 为 与 X1 串联的外接电阻，X 2 为转换后的电抗元件，R2 为转换后的 电阻。
Rp
电容性
p
o
ω0
ω
L
Zp
C R jX
L/ RC
1
j
L(
R
C1 L)
Rp
1
j
L R
(
1
CL
)
1joLR(po)1jRQp2
R o
0
Rp 1 j
Zp ejp
4）. 谐振曲线
u() 定义U ： Is
u Is
Z回 路 R 电 j(压 Is L与 LC工 1作 C )频 率 之 间 的 关 系RSIs
①
②
又 回 路 的 品 质 因 数 Q L 1 R 1 X 1 R X Q L 2X R 2 2
由①式得：
= R1 RX
R2 1 ( R2
)2
R2 1 QL21
得： R2 ( R1 RX )( 1 QL21 )
X2
同理,由(2)式得：
X2
X1(
1
1 QL21
)
得 结 果 为 ： R 2 ( R 1 R X ) 1 Q ( L 2 1 ) 同 理 ：X 2X 1(1Q 1 L 21)
2.1.3. LC 阻抗变换网络
1. 串、并联等效互换的模型电路
A X1
RX
R1
B
A
X2
R2
B
等效：电路在同频率工作ω时，从AB端看进去阻抗 或（导纳）相等。
为了分析电路的方便，常需把串联电路变换为并联电路。其中 X1 为电抗元件（纯电感或纯电容）， Rx 为 X1 的损耗电阻； R1 为 与 X1 串联的外接电阻，X 2 为转换后的电抗元件，R2 为转换后的 电阻。
Rp
电容性
p
o
ω0
ω
L
Zp
C R jX
L/ RC
1
j
L(
R
C1 L)
Rp
1
j
L R
(
1
CL
)
1joLR(po)1jRQp2
R o
0
Rp 1 j
Zp ejp
4）. 谐振曲线
u() 定义U ： Is
u Is
Z回 路 R 电 j(压 Is L与 LC工 1作 C )频 率 之 间 的 关 系RSIs
①
②
又 回 路 的 品 质 因 数 Q L 1 R 1 X 1 R X Q L 2X R 2 2
由①式得：
= R1 RX
R2 1 ( R2
)2
R2 1 QL21
得： R2 ( R1 RX )( 1 QL21 )
X2
同理,由(2)式得：
X2
X1(
1
1 QL21
)
得 结 果 为 ： R 2 ( R 1 R X ) 1 Q ( L 2 1 ) 同 理 ：X 2X 1(1Q 1 L 21)
《高频电路基础》PPT课件
2Q
0
f
f0
:
Z
呈感性；
p
f f0 : Z p呈容性,Q越大,
相频特性斜率越大。
Z
0 感性 Q2
Q1 Q1>Q2
0 容性
谐振时电压电流关系：I为回路电流.
.
IC
IL IC QI
I.
U I
0
.
U
IC I I IL 90
2022/3/3
.
IL
12
例 2-1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率 fs=10MHz,回路电容C=50pF.
电压控制振荡器<VCO>、调频器等电路中. PIN二极管：由P型、N型和本征<I型 >半导体组成.它的高频等效
电阻受正向直流电流的控制,主要用在电控的开关、限幅、衰 减和移相电路中.
2022/3/3
5
2〕晶体管和场效应管<FET> 二者的主要用途：高频小信号放大器、高频功率放大器. 高频小信号放大管：要求高增益和低噪声. 高频功率放大管：除了高频增益要求外,还要求有较大的高
UT
回路谐振电R阻 0 ： R1/ p22
L
U
谐振时等效输入 R电 p12R阻 0 ： p12R1/ p22
(c)
C2
U1
C1 R1
并联抽头回路的阻抗转换规则小结：
〔a〕部分－>整体<R1->R2>：阻抗变大,
R2
R1 p2
<b> 整体－>部分<R2->R1>：阻抗变小,
R1 p2R2
2022/3/3
C
R0
L R1
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3） 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 高频电感器也具有自身谐振频率SRF。 在SRF上, 高 频电感的阻抗的幅值最大, 而相角为零, S如RF图2 — 3所示。
相角
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2 — 3 高频电感器的自身谐振频率SRF
第2章 高频电路基础
但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表 现有电抗特性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是 其高频特性。
一个电阻R的高频等效电路如图2 — 1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。
CR LR
R
图 2 — 1 电阻的高频等效电路
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要 部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可 直接作为负载使用。
1) 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回 路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单 振荡回路。 （1） 串联谐振回路。 图2 — 4（a）是最简单的串联振荡回路。
(2） 并联谐振回路。 串联谐振回路适用于电源内 阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微 波电路）。
第2章 高频电路基础
|zp|/R0
.
I
1
L
.
C
IC C
. .＋ IR IL .
U R0 L
1/ 2
Q1＞Q2 Q1 Q2
Z /2
感性 Q2 0
Q1 Q1＞Q2 容性
r
－
－/2
0
0
B
(a)
第2章 高频电路基础
L r C (a) |ZS|
X 容性 感性
0
0
(b)
/2
r
0
0
0 0
－/2
(c)
(d)
图2 — 4 串联震荡回路及其特性
第2章 高频电路基础
ZS
r
jL
1
jC
r
j(L 1 ) C
（2 — 1）
0
1 LC
（2 — 2）
若在串联振荡回路两端加一恒压信号 U , 则发生串
联谐振时因阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电
2）
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的 等效电路却如图2 — 2（a）所示。 理想电容器的阻抗 1/(jωC), 如图2 — 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。
阻抗
RC LC
C
(a)
图2a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.2 电子噪声
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元件、 器件和组件
2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元件和 无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频 电路中使用的元器件基本相同, 但要注意它们在高频使 用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。 1． 高频电路中的元件 1） 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,
流, 其值为
I0
U
r
（2 — 3）
在任意频率下的回路电流 I 与谐振电流之比为
第2章 高频电路基础
U
I
I0
ZS
U
r ZS
1
L 1
1
1
j 0L (
0 )
r
1 j C
r
r 0
1
1
jQ(
0 )
0
(2 — 4)
其模为 其中,
I
I0
1
1 Q2( 0 )2
0
Q 0L 1 r 0Cr
第2章 高频电路基础
和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求 其在高频有较大的输出功率。
3） 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频 的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 2.1.2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振 荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。
I
1
I0 1 2
(2 — 9)
第2章 高频电路基础
当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路
电流值下降为谐振值的 1 2 时对应的频率范围称为回路
的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（2 — 9）
等于 1 2 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为.
B 2f f0 Q
(2 — 10)
（2 — 5） （2 — 6）
第2章 高频电路基础
称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参数。
根据式（2 — 6）画出相应的曲线如图2 — 5所示, 称为
谐振曲线。
I
I0
Q1＞Q2
. UL
Q2
Q1
.
U
0
.
I0
0
图 2 — 5 串联谐振回路的谐振曲线
.
UC
图2 — 6 串联回路在谐振时的电流、 电压关系
(b)
(c)
(d)
图2 — 7 并联谐振回路及其等效电路、
(a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）阻抗特性; （d）辐角特性
并联谐振回路的并联阻抗为
(r jL) 1
0
r
jL
jC
1
jC
(2 — 11)
第2章 高频电路基础
定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp 的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得
0
1 LC
1
1 Q2
式中, Q为回路的品质因数, 有
Q 0L 1
r 0Cr
当Q 1时, 0 电阻R0
1 。 回路在谐振时的阻抗最大, 为一
第2章 高频电路基础
在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率
ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。
当ω与ω0很接近时,
0 2 02 ( 0 )( 0 )
0
0
0
（2 — 7）
令
2 ( ) 2 f
0
f0
（2 — 8）
为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成
第2章 高频电路基础
2． 高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调 及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场 效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结 构方面也有所不同。 高频晶体管有两大类型: 一类是作 小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益
相角
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2 — 3 高频电感器的自身谐振频率SRF
第2章 高频电路基础
但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表 现有电抗特性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是 其高频特性。
一个电阻R的高频等效电路如图2 — 1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。
CR LR
R
图 2 — 1 电阻的高频等效电路
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要 部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可 直接作为负载使用。
1) 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回 路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单 振荡回路。 （1） 串联谐振回路。 图2 — 4（a）是最简单的串联振荡回路。
(2） 并联谐振回路。 串联谐振回路适用于电源内 阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微 波电路）。
第2章 高频电路基础
|zp|/R0
.
I
1
L
.
C
IC C
. .＋ IR IL .
U R0 L
1/ 2
Q1＞Q2 Q1 Q2
Z /2
感性 Q2 0
Q1 Q1＞Q2 容性
r
－
－/2
0
0
B
(a)
第2章 高频电路基础
L r C (a) |ZS|
X 容性 感性
0
0
(b)
/2
r
0
0
0 0
－/2
(c)
(d)
图2 — 4 串联震荡回路及其特性
第2章 高频电路基础
ZS
r
jL
1
jC
r
j(L 1 ) C
（2 — 1）
0
1 LC
（2 — 2）
若在串联振荡回路两端加一恒压信号 U , 则发生串
联谐振时因阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电
2）
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的 等效电路却如图2 — 2（a）所示。 理想电容器的阻抗 1/(jωC), 如图2 — 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。
阻抗
RC LC
C
(a)
图2a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.2 电子噪声
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元件、 器件和组件
2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元件和 无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频 电路中使用的元器件基本相同, 但要注意它们在高频使 用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。 1． 高频电路中的元件 1） 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,
流, 其值为
I0
U
r
（2 — 3）
在任意频率下的回路电流 I 与谐振电流之比为
第2章 高频电路基础
U
I
I0
ZS
U
r ZS
1
L 1
1
1
j 0L (
0 )
r
1 j C
r
r 0
1
1
jQ(
0 )
0
(2 — 4)
其模为 其中,
I
I0
1
1 Q2( 0 )2
0
Q 0L 1 r 0Cr
第2章 高频电路基础
和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求 其在高频有较大的输出功率。
3） 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频 的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 2.1.2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振 荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。
I
1
I0 1 2
(2 — 9)
第2章 高频电路基础
当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路
电流值下降为谐振值的 1 2 时对应的频率范围称为回路
的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（2 — 9）
等于 1 2 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为.
B 2f f0 Q
(2 — 10)
（2 — 5） （2 — 6）
第2章 高频电路基础
称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参数。
根据式（2 — 6）画出相应的曲线如图2 — 5所示, 称为
谐振曲线。
I
I0
Q1＞Q2
. UL
Q2
Q1
.
U
0
.
I0
0
图 2 — 5 串联谐振回路的谐振曲线
.
UC
图2 — 6 串联回路在谐振时的电流、 电压关系
(b)
(c)
(d)
图2 — 7 并联谐振回路及其等效电路、
(a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）阻抗特性; （d）辐角特性
并联谐振回路的并联阻抗为
(r jL) 1
0
r
jL
jC
1
jC
(2 — 11)
第2章 高频电路基础
定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp 的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得
0
1 LC
1
1 Q2
式中, Q为回路的品质因数, 有
Q 0L 1
r 0Cr
当Q 1时, 0 电阻R0
1 。 回路在谐振时的阻抗最大, 为一
第2章 高频电路基础
在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率
ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。
当ω与ω0很接近时,
0 2 02 ( 0 )( 0 )
0
0
0
（2 — 7）
令
2 ( ) 2 f
0
f0
（2 — 8）
为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成
第2章 高频电路基础
2． 高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调 及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场 效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结 构方面也有所不同。 高频晶体管有两大类型: 一类是作 小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益